CN206737821U - 一种双腰带桩基钻头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双腰带桩基钻头，包括钻杆，钻杆的前端设有钻孔腰带，在钻孔腰带的后方0.5‑2m处，还固定有扫孔腰带；所述扫孔腰带为以钻杆轴线为轴环绕钻杆的刚性体，宽度25±5cm，直径比钻孔腰带小2‑4cm。本实用新型的有益效果是：可以大幅提高钻头的指向性，减少钻头后方孔壁的变形，提高了作业效率，节约时间成本和经济成本。

Description

一种双腰带桩基钻头

技术领域

本实用新型属于建筑施工设备技术领域，具体是一种双腰带桩基钻头。

背景技术

随着国家基础设施的建设，跨江跨海大桥也越来越多。江底海底的地质情况复杂，地层中往往有多种硬度密度含水量不同的夹层层叠或交错。桩基是施工中的第—个环节，也是结构物当中重要的基础。成孔作业由于是在地下、水下完成，质量控制难度大。传统的钻头仅在钻杆的前方环绕的固定有一个钻孔腰带。钻孔腰带比设计孔径略小2-4cm，与钻杆的端部有斜向的连接件。连接件一般在轴向上成十字形排列，上有金刚头，称为十字刀。在钻杆转动时，十字刀在空间上合围形成一个以旋转的钻孔腰带为底、以旋转的十字刀为斜面的圆锥体。钻杆的前端还固定有一字刀，这是一个径向放置的一字型刀头，上有金刚头。依靠十字刀和一字刀对泥土的切削，钻杆可以不断向前方推进。理论上，钻杆的前进方向应该就设计的钻孔方向，就是圆锥体的轴向。但是在上述复杂的地质条件下，传统的钻头在施工过程中，通过不同的地质层，会受到来自不同方向的阻力，阻力不均匀的时候，会导致钻孔方向偏斜，钻头后方刚钻成的孔壁区域也会产生缩径、扩径，严重的出现塌孔。如果不处理这些问题，会导致实际孔径与设计孔径的偏差、实际孔形与设计孔形的偏差，轻者桩基的受力达不到设计要求，混凝土浇灌过多或过少，重者在灌注混凝土时出现塌孔断桩等现象。为了解决这个问题，目前一般都采用二次扫孔法，即在原孔位置上用钻头全程再通过一次，对刚完成的桩孔进行清理、纠偏或者加固；扭曲情况严重无法纠偏加固的，只能埋孔重新开钻。这样的二次扫孔法，工时被拖长，效率很低，而且由于无法在第一次钻孔时对可能的偏差进行实时矫正，因此无法避免大幅扭曲的桩孔的出现，无法杜绝时间、成本的浪费。

发明内容

本实用新型需要解决的技术问题是，现有桩基钻头在复杂地层施工时容易扭曲，钻头后方的孔壁容易变形，从而提供一种双腰带桩基钻头，可以大幅提高钻头的指向性，减少钻头后方孔壁的变形。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种双腰带桩基钻头，包括钻杆，钻杆的前端设有钻孔腰带，在钻孔腰带的后方0.5-2m处，还固定有扫孔腰带；所述扫孔腰带为以钻杆轴线为轴环绕钻杆的刚性体，宽度25±5cm，直径比钻孔腰带小2-4cm。

本技术方案为传统桩基钻头设计了一个扫孔腰带。扫孔腰带是刚性的，围绕钻杆形成一个环绕带，宽度要求25±5cm，可以在跟随钻杆与钻头同步向前的同时，对已钻出的孔壁形成二次扫孔，将变形的孔壁重新塑形矫正，还可以通过已钻出的孔壁对扫孔腰带的限位作用，对前方钻头起到纠偏矫正的作用。由于扫孔腰带主要对孔壁起到清扫和塑形的作用，不承担主要的钻孔任务，因此扫孔腰带的直径设计的比钻孔腰带略小。这样设计可以减少对已完成孔壁的破坏，也减少了设备的动力负荷。将扫孔腰带设计于钻孔腰带后方0.5-2m的位置，可以更好的发挥纠偏矫正的作用。

作为优选，所述扫孔腰带为周向上连续的刚性体。选择连续形状，则扫孔腰带的强度更好，扫孔的效果也更好，更有利于纠偏矫正。

作为优选，所述扫孔腰带通过径向的连接杆固定连接在钻杆上。本方案选择了径向的连接杆将扫孔腰带固定在钻杆上。这种连接方式强度高结构简单，便于制造和维修。

作为优选，所述扫孔腰带内侧还设有同心的加固内环。加固内环起到加固的作用，可以进一步强化扫孔腰带。

作为优选，相邻的两个连接杆的内侧端之间以加强板加固连接。使用加强板连接相邻的两个连接杆的内侧端，可以增强扫孔腰带抵抗扭力的能力。

作为优选，所述连接杆与钻杆之间在钻杆的轴向上以斜向的加强筋加固。在钻杆轴向上设计加强筋，可以使扫孔腰带提高抵抗轴向受力的能力。

作为优选，所述扫孔腰带上固定有金刚头。金刚头使扫孔腰带不仅可以修复软质的孔壁变形，对于较硬的孔壁变形也可以将其切削掉，而不会因为侧向受力不均匀而导致扫孔腰带自身出现指向偏差。

作为优选，所述钻杆的固定扫孔腰带的一段可拆卸。本方案中，钻杆的固定扫孔腰带的一段，被设计为可拆卸，例如该段钻杆的两端均有法兰面，通过法兰实现这该段钻杆与前后钻杆的可拆装连接。通过拆装带有扫孔腰带的一段钻杆，可以使钻头分别适应不同地质，也可以更方便的维修替换。

综上所述，本实用新型的有益效果是：可以大幅提高钻头的指向性，减少钻头后方孔壁的变形，提高了作业效率，节约时间成本和经济成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1在A-A处的截面示意图。

图3是图1在B-B处的截面示意图。

其中：1钻杆，2扫孔腰带，3钻孔腰带，4十字刀，5一字刀，6金刚头，7法兰，8加强筋，10加固内环，11连接杆，12加强板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例1

如图1、图2、图3所示的实施例1，为一种双腰带桩基钻头，主要应用在复杂地质条件下的桩孔打孔作业。本例的双腰带桩基钻头包括钻杆1、前端的钻头部分和后端的扫孔腰带部分，其中钻杆的直径为25cm。

钻头部分位于钻杆的前端，即为图1中的下端，距离钻杆端部1m的位置，横置的设有环绕钻杆的钻孔腰带3，直径为1.76m，宽25cm。钻孔腰带上与钻杆的前端之间斜向的焊接有4个连接件，每个连接件的宽度渐变，近钻杆处宽20cm，在近钻孔腰带处宽10cm，这4个连接件在钻杆的径向上形成十字交叉的形状，即为十字刀4。钻杆的最前端固定有沿钻杆轴向延伸的一字刀5，长40cm，宽45cm，厚2.5cm。钻孔腰带、十字刀与一字刀上都焊接有金刚头6。其中钻孔腰带上8颗，全部焊接在外侧，均匀分布，也可视需要适当增加；十字刀上金刚头每边8颗，左右交替焊接，均匀分布，可适当增加；一字扰动刀上每个角边焊有3颗，左右交替焊接，间距为2cm。

在钻孔腰带后方即图1的上方0.5m的位置处，安装有扫孔腰带2。扫孔腰带为以钻杆轴线为轴、绕钻杆一圆周的连续的钢条，直径为1.73m，宽25cm，厚2.5cm，通过4个连接杆11与钻杆固定连接，连接杆沿钻杆的径向分布，在靠近钻杆的一端还设有加强筋8，用来强化连接杆轴向与钻杆的轴向之间的结构。加强筋厚度2.5cm，与连接杆、钻杆构成直角等腰三角形。为了强化结构，扫孔腰带内侧还设有同心的加固内环10，加固内环与各个连接杆均为焊接固定。相邻的两个连接杆的内侧端之间以加强板12加固连接，4个加强板同样厚度为2.5cm。扫孔腰带的下缘也安装有金刚头6。

钻杆分为三段，下段为安装钻孔腰带的一段，中段为安装扫孔腰带的一段，上段连接至地表上的动力设备。上段的下端、中段的上下两端、下段的上端都设计有法兰面，并通过法兰7 以6颗直径32mm的高强螺丝将三段依次连接固定。

本例的双腰带桩基钻头，适用于钻直径1.8m的桩孔，平均孔径2228.72mm，最大孔径2560.39mm，最小孔径1703.46mm；垂直度1.871%，最大X偏移-911.35mm，最大Y偏移823.75mm。

使用本例的双腰带桩基钻头，钻头在钻进过程中，扫孔腰带与孔壁摩擦，起着二次的拍打孔壁的作用，能把松动的软砾石刮落下来，孔使壁更加的光滑，可以有效的预防混凝土灌注过程中出现的孔壁变形、坍孔、孔向偏移等问题，钻取的孔能满足设计及规范要求，经成孔检测仪实测，桩孔顺直无扭曲台阶等现象，倾斜度小于1%桩长且不大于500mm；在施工过程中不用进行二次扫孔，直接一次性成型，提高了工作效率，缩短了工期。

实施例2

本实施例中，扫孔腰带位于钻孔腰带上方1m处，宽20cm，直径1.72m，余同实施例1。

本例的双腰带桩基钻头，适用于钻直径1.8m的桩孔；平均孔径2195.75mm，最大孔径2486.62mm，最小孔径1782.01mm；垂直度1.524%，最大X偏移508.65mm，最大Y偏移486.47mm。

实施例3

本实施例中，扫孔腰带位于钻孔腰带上方1.5m处，宽30cm，直径1.74m，余同实施例1。

本例的双腰带桩基钻头，适用于钻直径1.8m的桩孔；平均孔径2023.51mm，最大孔径2340.86mm，最小孔径1826.95mm；垂直度1.080%，最大X偏移502.61mm，最大Y偏移491.80mm。

实施例4

本实施例中，扫孔腰带位于钻孔腰带上方0.8m处，宽28cm，直径1.73m，余同实施例1。

本例的双腰带桩基钻头，适用于钻直径1.8m的桩孔；平均孔径2161.42mm，最大孔径2448.36mm，最小孔径1894.57mm；垂直度1.469%，最大X偏移728.46mm，最大Y偏移666.19mm。

实施例5

本实施例中，扫孔腰带位于钻孔腰带上方0.8m处，宽28cm，直径1.72m，余同实施例1。

本例的双腰带桩基钻头，适用于钻直径1.8m的桩孔；平均孔径2072.30mm，最大孔径2361.28mm，最小孔径1854.39mm；垂直度1.375%，最大X偏移-637.72mm，最大Y偏移590.55mm。

实施例6

本实施例中，扫孔腰带位于钻孔腰带上方1.2m处，宽32cm，直径1.74m，余同实施例1。

本例的双腰带桩基钻头，适用于钻直径1.8m的桩孔；平均孔径2107.68mm，最大孔径2342.48mm，最小孔径1869.42mm；垂直度0.886%，最大X偏移494.68mm，最大Y偏移483.15mm。

实施例7

本实施例中，扫孔腰带位于钻孔腰带上方1.2m处，宽29cm，直径1.74m，余同实施例1。

本例的双腰带桩基钻头，适用于钻直径1.8m的桩孔；平均孔径1928.72mm，最大孔径2160.39mm，最小孔径1703.46mm；垂直度0.571%，最大X偏移485.08mm，最大Y偏移203.44mm。

Claims (8)

1.一种双腰带桩基钻头，包括钻杆(1)，钻杆的前端设有钻孔腰带(3)，其特征是，在钻孔腰带的后方0.5-2m处，还固定有扫孔腰带(2)；所述扫孔腰带为以钻杆轴线为轴环绕钻杆的刚性体，宽度25±5cm，直径比钻孔腰带小2-4cm。

2.根据权利要求1所述的一种双腰带桩基钻头，其特征是，所述扫孔腰带为周向上连续的刚性体。

3.根据权利要求2所述的一种双腰带桩基钻头，其特征是，所述扫孔腰带通过径向的连接杆(11)固定连接在钻杆上。

4.根据权利要求2或3所述的一种双腰带桩基钻头，其特征是，所述扫孔腰带内侧还设有同心的加固内环(10)。

5.根据权利要求3所述的一种双腰带桩基钻头，其特征是，相邻的两个连接杆的内侧端之间以加强板(12)加固连接。

6.根据权利要求3所述的一种双腰带桩基钻头，其特征是，所述连接杆与钻杆之间在钻杆的轴向上以斜向的加强筋(8)加固。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种双腰带桩基钻头，其特征是，所述扫孔腰带上固定有金刚头(6)。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种双腰带桩基钻头，其特征是，所述钻杆的固定扫孔腰带的一段可拆卸。